[發明專利]非水電解液和非水電解液二次電池

在審

• 申請號: 202011319220.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN113054255A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 淺野洋人
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

在此公開的非水電解液，含有下述式(I)所示的二氟磷酸鹽0.5質量％以上和下述式(II)所示的甲硅烷基硫酸酯化合物0.1質量％以上[式(I)中的M⁺是堿金屬離子；式(II)中的R¹～R⁶彼此獨立地表示可以具有氟原子取代基的碳原子數1～4的烷基、可以具有氟原子取代基的碳原子數2～4的烯基、在碳原子數2～4的烷基的碳?碳鍵間插入了氧原子的基團、或在碳原子數3～4的烯基的碳?碳鍵間插入了氧原子的基團。]。

技術領域

本發明涉及二次電池中使用的非水電解液。此外，涉及使用該非水電解液構建的非水電解液二次電池。

背景技術

二次電池作為電源被用于廣泛用途。特別是近年來作為電動汽車(EV)、混合動力汽車(HV)、插電式混合動力汽車(PHV)等車輛的驅動用電源或電力存儲用電源而采用高功率、高容量的二次電池。作為這種二次電池可以列舉出鋰離子二次電池、鈉離子二次電池等、電荷載體是規定的金屬離子且電解質是有機系(非水系)的電解液、即非水電解液的電池。作為提高這種非水電解液二次電池的性能的途徑，可以列舉出進一步改善使用的非水電解液。例如、在下述的日本特開平11-067270中記載了，為了降低自放電性、提高保存特性而含有單氟磷酸鋰或二氟磷酸鋰的非水電解液。此外，在日本特開2002-359001中記載了為了減少電池的內部電阻、提高各種電化學的特性，而含有雙(三甲基甲硅烷基)硫酸鹽等化合物的非水電解液。

發明內容

但經過本發明人研究，上述專利文獻中記載的非水電解液還有改善的余地。特別是對于車輛用驅動電源所使用的二次電池，要求降低0℃以下(特別是-10℃以下、例如-30℃左右)的極低溫區下的初始電阻、提高輸入輸出特性，開發出能夠實現這樣的低溫特性提高的非水電解液。于是，本發明為了實現這樣的要求而完成，提供能夠提高極低溫區下的輸入輸出特性的非水電解液二次電池以及該二次電池用非水電解液。

本發明的第1方式涉及一種非水電解液，是非水電解液二次電池中使用的非水電解液，含有下述式(I)所示的二氟磷酸鹽0.5質量％以上和下述式(II)所示的甲硅烷基硫酸酯化合物0.1質量％以上，

式(I)中的M⁺是堿金屬離子，式(II)中的R¹～R⁶彼此獨立地表示可以具有氟原子取代基的碳原子數1～4的烷基、可以具有氟原子取代基的碳原子數2～4的烯基、在碳原子數2～4的烷基的碳-碳鍵間插入了氧原子的基團、或在碳原子數3～4的烯基的碳-碳鍵間插入了氧原子的基團。

該構造的非水電解液同時含有上述式(I)所示的二氟磷酸鹽和上述式(II)所示的甲硅烷基硫酸酯化合物，所以能夠降低0℃以下、進而-10℃那樣的極低溫區下的初始電阻，提高輸入輸出特性。

上述式(II)所示的甲硅烷基硫酸酯化合物可以是選自雙(三甲基甲硅烷基)硫酸酯、雙(三乙基甲硅烷基)硫酸酯、和雙〔二甲基(甲氧基乙基)甲硅烷基〕硫酸酯中的至少1種。通過采用這樣的甲硅烷基硫酸酯化合物，能夠更好地提高極低溫區中的輸入輸出特性。

非水電解液可以含有至少1種屬于碳酸酯類的溶劑作為非水系溶劑。通過含有屬于碳酸酯類的溶劑(非水系溶劑可以由屬于碳酸酯類的溶劑構成)，可以提供更適合于鋰離子二次電池等的非水電解液二次電池中使用的非水電解液。

此外，本發明的第2方案提供了含有上述任一種非水電解液作為非水電解液的非水電解液二次電池。

在此公開的非水電解液二次電池，使用了上述任一種非水電解液而構建，結果能夠實現0℃以下那樣的極低溫區中的輸入輸出特性提高、以及高溫保存特性(高溫耐久性)提高。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發明的一個實施方式涉及的鋰離子二次電池的內部結構的剖視圖。

圖2是顯示圖1的鋰離子二次電池的卷繞電極體的結構的示意圖。